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已知函数f(x)=ax3+bx2+cx+a2(a>0)的单调递减区间是(1,2),且满足f(0)=1.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/21 23:36:04
已知函数f(x)=ax3+bx2+cx+a2(a>0)的单调递减区间是(1,2),且满足f(0)=1.
(1)求f(x)的解析式;
(2)对任意m∈(0,2],关于x的不等式f(x)<
1
2
(1)由已知得,f′(x)=3ax2+2bx+c,
∵函数f(x)=ax3+bx2+cx+a2的单调递减区间是(1,2),
∴由f′(x)<0,得1<x<2,
∴f′(x)=3ax2+2bx+c=0的两个根分别是1和2,且a>0,
从f(0)=a2=1且 a>0可得a=1,


f′(1)=3+2b+c=0
f′(2)=12+4b+c=0,解得

b=−
9
2
c=6,
∴f(x)=x3-
9
2x2+6x+1.
(2)由(1)得,f′(x)=3x2-9x+6=3(x-1)(x-2),
当x∈[2,+∞)时,f′(x)≥0,所以f(x)在[2,+∞)上是增函数,
对x∈[2,+∞),当x=2时,f(x)min=f(2)=3,
要使f(x)<
1
2m3-mlnm-mt+3在x∈[2,+∞)上有解,
只需fmin(x)<
1
2m3-mlnm-mt+3,即3<
1
2m3-mlnm-mt+3对任意m∈(0,2]恒成立,
也即mt<
1
2m3-mlnm对任意m∈(0,2]恒成立,即t<
1
2m2-lnm对任意m∈(0,2]恒成立,
设h(m)=
1
2m2-lnm,m∈(0,2],则t<h(m)min
h′(m)=m-
1
m=
m2−1
m=
(m+1)(m−1)
m,令h′(m)=0,得m=1或m=-1(舍),
当m∈(0,2]时,h′(m)与h(m)的变化情况如下表:

m(0,1)1(1,2)2
h′(m)-0+
h(m)↘极小值
1
2↗2-ln2∴m=1时,h(m)min=h(m)极小值=
1
2,
所以t<
1
2,即实数t的取值范围为t<
1
2.